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第二章測量誤差分析和數(shù)字式萬用表的使用,主要任務,任務1：測量誤差的基本原理和測量數(shù)據(jù)的處理任務2：數(shù)字式萬用表的使用,問題引入,什么是準確度，精密度、精確度？,射擊誤差示意圖,相關知識,測量的目的：獲得被測量的真值。真值:在一定的時間和空間環(huán)境條件下，被測量本身所具有的真實數(shù)值。,1.2測量誤差,1.2.1測量誤差的表示方法,測量誤差有絕對誤差和相對誤差兩種表示方法。1.絕對誤差（1）定義：由測量所得到的被測量值與其真值之差，稱為絕對誤差。實際應用中常用實際值A（高一級以上的測量儀器或計量器具測量所得之值）來代替真值。,絕對誤差：,有大小，又有符號和量綱,1.2.1測量誤差的表示方法,（2）修正值（校正值）測量儀器的修正值可以通過上一級標準的檢定給出，修正值可以是數(shù)值、表格、曲線或函數(shù)表達式等形式。被測量的實際值：,1.2.1測量誤差的表示方法,2.相對誤差例：測量足球場的長度和永城到商丘市的距離，若絕對誤差都為1米，測量的準確程度是否相同？（1）真值相對誤差定義：絕對誤差與被測量的真值之比。,相對誤差是兩個有相同量綱的量的比值，只有大小和符號，沒有單位。,1.2.1測量誤差的表示方法,（2）實際相對誤差：用實際值A代替真值A0（3）示值相對誤差：用測量值X代替實際值A,1.2.1測量誤差的表示方法,例子：,1.2.1測量誤差的表示方法,（4）滿度相對誤差用測量儀器在一個量程范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大絕對誤差與該量程值（上限值－下限值）之比來表示的相對誤差，稱為滿度相對誤差（或稱引用相對誤差）。電工儀表就是按引用誤差之值進行分級的。是儀表在工作條件下不應超過的最大引用相對誤差。我國電工儀表共分七級：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果儀表為S級，則說明該儀表的最大引用誤差不超過S%。,,1.測量過程中產(chǎn)生的誤差,(1)儀器誤差：儀器本身及其附件引入(2)影響誤差：各種環(huán)境因素與要求不一致(3)方法誤差和理論誤差測量方法不合理所造成，采用近似公式計算(4)人員誤差測量者本身分辨能力、視覺疲勞、固有習慣等(5)被測量的不穩(wěn)定誤差,1.2.2產(chǎn)生測量誤差的來源,,2.處理數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的誤差（1）有效數(shù)字的化整誤差（2）利用各種數(shù)學常數(shù)引起的誤差（3）各種近似計算帶來的誤差（4）利用各種物理常數(shù)時產(chǎn)生的誤差,1.2.3儀表的一般選擇原則,例1：某待測電流約為100mA，現(xiàn)有0.5級量程為0-200mA和1.5級量程為0-100mA的兩個電流表，問用哪一個電流表測量較好？,解：用0.5級量程為0-200mA電流表測100mA時，最大相對誤差為,用1.5級量程為0-100mA電流表測量100mA時，最大相對誤差為,,例2.要測一個12v左右的電壓，現(xiàn)在有兩塊電壓表，其中有一塊量成為150v、1.5級，另一塊量程為15V，2.5級，問選用哪塊電壓表合適？,1.4測量結果的表示和數(shù)據(jù)的處理,1.4.1測量結果的表示包括兩方面：數(shù)值和單位測量值加不確定度,1.4.2有效數(shù)字的處理,什么是有效數(shù)字？指從最左邊一位非零數(shù)字算起，到含有誤差的那位存疑數(shù)字為止的所有數(shù)字。注意:(1)0在最左邊為非有效數(shù)字。（2）有效數(shù)字位數(shù)與測量誤差的關系。（3）有效數(shù)字不能因選用的單位變化而改變。,有效數(shù)字的處理,為了使測量結果的表示準確唯一，計算簡便，所以在處理數(shù)據(jù)時要進行舍入處理。在測量技術中數(shù)據(jù)舍入規(guī)則：（1）小于5舍去——末位不變。（2）大于5進1——在末位增1。（3）等于5時，取偶數(shù)——當末位是偶數(shù)，末位不變；末位是奇數(shù)，在末位增1（將末位湊為偶數(shù)）。,數(shù)據(jù)舍入規(guī)則,例：將下列數(shù)據(jù)舍入到小數(shù)第二位。12.4344→12.4363.73501→63.740.69499→0.6925.3250→25.3217.6955→17.70123.1150→123.12,課堂練習題,有一電源變壓器如圖所示，已知原圈與兩個副圈的圈數(shù)比w12:w34:w45=1:2:2，用最大量程為500V的交流電壓表量副圈w34電壓，要求相對誤差小于2%，問應該選哪個級別的電壓表？,,,,,,,,,,,,,,,V1,220V50Hz,12,V2,V,345,任務二數(shù)字式萬用表,一個顧客來到汽車維修部，說，他在行駛途中，發(fā)現(xiàn)汽車儀表盤上充電指示燈亮了，說明汽車充電系統(tǒng)有故障，請你找一下故障。王師傅用數(shù)字萬用表檢測后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機出現(xiàn)故障。你會檢測嗎？,,一、數(shù)字式萬用表（DT—890B+為例）,（1）操作名稱：,操作活動,數(shù)字萬用表測量電阻、電壓、電流、電容。,（2）需用器材：,（3）學習目標,學會正確使用數(shù)字萬用表（會用萬用表測量電阻、交流直流電壓、電流、電容）,數(shù)字萬用表、點火線圈、蓄電池等,（1）測量電阻（現(xiàn)以一只點火線圈為例）,4.操作步驟：,步驟：,?1選擇量程：,估算：,可以查資料獲得點火線圈次級繞阻電阻值為7.8KΩ。,選擇：,根據(jù)阻值范圍，把萬用表的量程選擇開關旋到歐姆檔的合適量程檔上。,?2測試：,所測得的電阻值為7.85KΩ。,然后將兩根表棒分別接觸被測電阻兩端，注意線圈電阻必須與其它元件斷開。,?3讀數(shù)：,①使用電阻檔時，顯示屏顯示“1”。表示電阻無窮大或阻值超過范圍。,②當顯示“”時，表示電池不足。,（2）測量電壓（現(xiàn)以測量車上蓄電池電壓為例）,,步驟：,?1選擇量程：,估算：,選擇：,蓄電池為直流電壓為12V。,根據(jù)估算電壓范圍，選擇旋鈕20V量程。,然后將兩根表棒分別接觸被測蓄電池兩端，,?2測試：,注意:紅表筆接紅色端或“+”端，黑表筆接黑色端或“—”端,所測得的電壓值為12.76V。,?3讀數(shù)：,①如果不知道被測電壓范圍，怎么辦？（不能在測量中改變量程）。,②如果顯示器只顯示“1”，怎么辦？,請你用電壓法檢查一下汽車保險絲的是否正常？②請你測量汽車上大燈的電壓？,（3）測量直流電流（現(xiàn)以測量發(fā)動機點火系低壓直流電流）,將黑色測試棒置于“COM”公共插口，紅色測試棒插入“MA”插口。,步驟：,?1插好表棒：,?2選擇量程：,估算：,點火初級得被測電流約為5A,選擇：,轉(zhuǎn)換開關撥至20A檔位。。,?4測試：,所測得的電壓值為4.08A。,先讓斷電器觸點閉合，然后把萬用表串接在點火線圈初級回路中，再把點火開關打開。,?5讀數(shù)：,①警告注意安全標志。表示輸入電流不應超過標準值。,（4）測量電容：（現(xiàn)以一只瓷片電容為例）,看電容器的容量標志來判斷電容的大小，“473”電容的大小為47103PF=47nF。,開關旋到電容擋200n。,步驟：,?1選擇量程：,:估算:,選擇：,所測得的電容值為42.5nF。,?2測試：,電容器兩極插入測量電容器插孔。,?3讀數(shù)：,用電阻檔測量電容，，你認為對嗎？,請測出圖示三個電容是數(shù)值？,